羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶、制备方法及应用。包括：在超声处理和第一溶剂的条件下，使羟甲基木质素和新癸酸钴进行混合，得到羟甲基化木质素改性新癸酸钴；在第二溶剂中，使羟甲基化木质素改性新癸酸钴与天然橡胶发生凝聚反应并进行开炼，得到羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶。采用上述方法制得的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶作为胶料时能够大大提高其制得的橡胶制品的耐湿热老化性能和粘合力，同时提高其对环境和人类的危害，并减少钴盐的用量，节约制备成本。节约制备成本。

【技术实现步骤摘要】
羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及轮胎制造领域，具体而言，涉及一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]子午线轮胎用镀黄铜钢丝帘线与橡胶之间需具有较大的初始粘合力，并在各种条件下老化后仍具有较高的粘合力保持率。影响粘合性能的因素很多，其中钢丝帘线的特性和粘合增进剂的选择是主要因素。在胶料中加入钴盐粘合增进剂，可以明显提高橡胶与钢丝帘线的粘合性能，使子午线轮胎的性能提高，使用寿命延长，因此钴盐粘合增进剂已成为子午线轮胎生产中不可缺少的原材料。
[0003]新癸酸钴虽然是一种高性能钴盐粘合增进剂，但其在橡胶配方中的加入也会严重降低胶料的耐老化性能。此外，新癸酸钴属于极性物质，与天然橡胶的相容性差，容易从橡胶中迁出导致表面粘性差等问题。
[0004]木质素是植物体中的一种具有三维网状结构的天然的芳香族聚合物，主要存在于植物细胞壁的次生层中，主要来源于造纸工业的黑液和木材水解，如果没有得到充分的利用，将会变成废弃物，严重污染环境，危害人类的生存环境。目前，在我国大约只有6％的木质素得到利用。此外，木质素可作为橡胶的补强材料，但由于木质素中的羟甲基和醇羟基的存在，使得木质素分子有着强烈的氢键作用，进而导致其在橡胶基体中很容易发生聚集，所以木质素在橡胶中的分散一直是木质素在橡胶应用中研究的重点和难点。
[0005]鉴于上述问题的存在，研究一种能够有效解决钴盐粘合增进剂对橡胶耐老化性能及粘性的影响，且同时推动木质素的利用的年和增进剂具有重大意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶、制备方法及应用，以解决现有钴盐粘合增进剂存在会严重降低橡胶制品的耐老化性能，与天然橡胶的相容性差易导致橡胶制品的表面粘结性能差的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法包括：在超声处理和第一溶剂的条件下，使羟甲基木质素和新癸酸钴进行混合，得到羟甲基化木质素改性新癸酸钴；在第二溶剂中，使羟甲基化木质素改性新癸酸钴与天然橡胶发生凝聚反应并进行开炼，得到羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶。
[0008]进一步地，混合过程中，羟甲基木质素与新癸酸钴的重量比为10:20，超声处理的频率为25KHz～50KHz，时间为70s～150s。
[0009]进一步地，混合过程包括：在进行超声处理后，使反应体系在115～135rpm搅拌下，60～80℃反应30～240min。
[0010]进一步地，凝聚反应包括：使羟甲基化木质素改性新癸酸钴与天然橡胶混合后，加入酸性pH调节剂，以使天然橡胶凝聚，得到凝聚产物；对凝聚产物依次进行洗涤和烘干处理，并在开炼机中进行开炼过程，以使其含水量≤40wt％，得到羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶；优选地，凝聚产物的pH为6.0～7.0，含水量为10％～30wt％。
[0011]进一步地，凝聚反应中，天然橡胶与羟甲基化木质素改性新癸酸钴的重量比为100:(0.5～2)，凝聚反应的pH为6.5～6.8。
[0012]本申请的第二方面还提供了一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶，羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶采用本申请提供的上述制备方法制得。
[0013]本申请的第三方面还提供了一种生物基钴盐橡胶组合物，该生物基钴盐橡胶组合物包括：胶料、粘合树脂、硫化剂、活化剂和防老剂，其中胶料包括本申请提供的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶。
[0014]进一步地，以重量份计，生物基钴盐橡胶组合物包括：100.5～102份胶料，1～2份粘合树脂，4～6份硫化剂，7～10份活化剂和2～4份防老剂，其中胶料包括权利要求6的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶；优选地，以重量份计，生物基钴盐橡胶组合物还包括：50～65份炭黑，0.6～1.5份硫化促进剂和3～4份粘结促进剂。
[0015]进一步地，以重量份计，生物基钴盐橡胶组合物包括：100.6～101份胶料，1.5～2份粘合树脂，4～6份硫化剂，8～10份活化剂，2～4份防老剂，50～60份炭黑，0.6～1.5份硫化促进剂，3～4份粘结促进剂。
[0016]进一步地，防老剂为0.5～1.5份2,2,4
‑
三甲基
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1,2
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二氢化喹啉聚合体和1.5～3.0份N
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(1,3
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二甲基,丁基)
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N
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苯基对苯二胺，优选为0.5～1.5份2,2,4
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三甲基
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1,2
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二氢化喹啉聚合体和1.5～3.0份N
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(1,3
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二甲基,丁基)
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N
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苯基对苯二胺。
[0017]本申请的第三方面还提供了一种生物基钴盐橡胶，生物基钴盐橡胶采用权利要求7至10中任一项生物基钴盐橡胶组合物为原料依次经过塑炼、混炼胶及终炼挤出处理，得到生物基钴盐橡胶。
[0018]本申请的第四方面还提供了一种橡胶制品，该橡胶制品采用本申请提供的生物基钴盐橡胶制得。
[0019]应用本专利技术的技术方案，基于羟甲基化改性木质素与间苯二酚甲醛树脂的相似结构，在后续制备橡胶组合物的过程中，羟甲基化木质素改性新癸酸钴(生物基改性钴盐)，一方面可以参与粘合树脂网络化反应，提升应用过程中橡胶与钢丝中间粘合性能，并有效降低新癸酸钴的用量；同时基于羟甲基化改性木质素本身的三维结构，可以有效隔绝湿气，改善其湿热老化粘合力。另一方面使用生物基木质素改性新癸酸钴，可以减少钴盐用量，减轻金属钴对环境造成的污染，同时减少对人的身体危害；同时还可以消耗来源于造纸工业的黑液和木材水解产生的废弃物木质素，减少废弃物对环境的污染，改善人类生存环境。此外由于上述羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶在橡胶制品的制备过程中与其它组分具有较好的相容性，且不易从天然橡胶中析出，因而其具有较好的粘结力。在此基础上，采用上述方法制得的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶作为胶料时能够大大提高其制得的橡胶制品的耐湿热老化性能和粘合力，同时提高其对环境和人类的危害，并减少钴盐的用量，节约制备成本。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]正如
技术介绍
所描述的，现有钴盐粘合增进剂存在会严重降低橡胶制品的耐老化性能，与天然橡胶的相容性差易导致橡胶制品的表面粘结性能差的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，羟甲基化木本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，其特征在于，所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法包括：在超声处理和第一溶剂的条件下，使羟甲基木质素和新癸酸钴进行混合，得到羟甲基化木质素改性新癸酸钴；在第二溶剂中，使所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴与天然橡胶发生凝聚反应并进行开炼，得到所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶。2.根据权利要求1所述的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，其特征在于，所述混合过程中，所述羟甲基木质素与所述新癸酸钴的重量比为10:20，所述超声处理的频率为25KHz～50KHz，时间为70s～150s。3.根据权利要求1或2所述的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，其特征在于，所述混合过程包括：在进行所述超声处理后，使反应体系在115～135rpm搅拌下，60～80℃反应30～240min。4.根据权利要求1至3中任一项所述的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，其特征在于，所述凝聚反应包括：使所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴与天然橡胶混合后，加入酸性pH调节剂，以使所述天然橡胶凝聚，得到凝聚产物；对所述凝聚产物依次进行洗涤和烘干处理，并在开炼机中进行所述开炼过程，以使其含水量≤40wt％，得到所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶；优选地，所述凝聚产物的pH为6.0～7.0，含水量为10％～30wt％。5.根据权利要求4所述的羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶的制备方法，其特征在于，所述凝聚反应中，所述天然橡胶与所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴的重量比为100:(0.5～2)，所述凝聚反应的pH为6.5～6.8。6.一种羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶，其特征在于，所述羟甲基化木质素改性新癸酸钴/天然橡胶共沉胶采用权利要求1至5中任一项所述的制备方法制得。7.一种生物基钴盐橡胶组合物，其特征在于，所述生物基钴盐橡胶组合物包括：胶料、粘合树脂、硫化剂、活化剂和防老剂，其中所述胶料包括权利要求6所述的羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王诗凝，郑珊珊，任衍峰，周天明，
申请(专利权)人：赛轮集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：